某大型汽轮机组顶轴油系统的改造

郭桂霞

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046）

1 引言

汽轮机组在启机和停机时为避免转子弯曲要进行盘车，为降低盘车力矩，防止轴承磨损，大型汽轮机组必须配有顶轴油系统。某大型汽轮机组顶轴油系统在运行期间暴露出以下问题：（1）顶轴系统在调节时压力不稳；（2）系统泄油严重：（3）润滑油系统不投入，机组无法做顶轴系统试验。针对上述情况，用户要求需对顶轴油系统进行重新改造设计。

2 改造前汽轮机顶轴油系统原理

图1

改造前汽轮机顶轴油系统如图1 所示。该系统为母管制系统，有两台顶轴油泵，一台运行，一台备用，来自冷油器的低压油供给油泵组A 或B，油泵打出高压油进入顶轴母管，为防系统超压，母管上设有溢流阀，各轴承顶起油压由各支管上的节流阀进行调整。该汽轮机组顶轴系统后两个轴承为椭圆轴承，顶轴油囊开在轴承正底部；前两个轴承为可倾瓦轴承，下半两瓦块在45°方向上各开有一个油囊，在轴承箱内两个支管上分别安有节流阀，用来调节压力，使节流阀后两瓦块进油压力基本相等。

3 顶轴油系统的分析及改造

改造后系统如图2，根据原系统的存在的问题，新系统的改动主要从以下几方面入手。

图2

3.1 把箱内节流阀移到箱外

因加工、安装等误差的存在，可倾瓦轴承将转子顶起时，同一轴承的两瓦块所需压力不一定相等，故原系统在轴承箱内两个下半瓦块支管上安有两个节流阀a，并要求设备在厂内总装时，轴承箱合盖前，调整节流阀a 使每两块瓦阀后压力基本相等。实际上厂内不具备顶轴试验的条件，现场运行时，节流阀a 被扣在轴承箱内无法调整，只能直接通过各轴承总支管上的节流阀b 调节供油压力，在顶转子时就有可能存在转子顶偏或顶不起的情况，给汽轮发电机组带来不安全隐患。经改造后将箱内支管上的两节流阀通过集块安装在轴承箱外。如图3，引入集块中的油通过e 孔分别进入两个节流阀中，通过节流阀的油由f 孔分别经过各自支管进入两个瓦块的油囊中。改造后节流阀安装集中，用户可在箱外随时调整使用节流阀，从而消除此环节对顶轴油系统压力造成不稳定的因素。

图3

3.2 在各顶轴油泵组出口加溢流阀

该溢流阀整定值在21MPa（b），正常运行时使该溢流阀一直处于溢流状态，有效解决原顶轴系统油压不稳定问题。

3.3 泄油问题的解决

顶轴油系统为高压油系统，泄油问题已是经久话题，也是引起油压不稳的主要原因。此次改造也从多方面入手：（a）顶轴油系统仪表阀门采用双一次焊接阀门（原系统为一次门单阀结构）；（b）供油高压管路一律采用套焊结构（原系统部分高压管路为对焊结构）；（c）供油装置采用集装底盘结构（原系统各泵为分装结构）；（d）顶轴油泵泄油及溢流阀溢流管等采用集中油管处理。（e）系统中各元件按2 倍工作压力设计选型。通过以上措施，有效解决了系统泄油问题。

3.4 增设单独的顶轴试验系统

其主要设计思路为：（a）建立合理的油循环。原顶轴油系统中，来自冷油器中的油从顶轴油泵输入到顶轴集管，高压油通过集管上各支管将转子顶起，油从轴承端部泄到轴承箱内，再通过轴承箱的回油套管流回主油箱。主油箱中油经润滑油泵输出到冷油器，完成顶轴油系统的油循环。为建立顶轴试验系统的油循环，我们在回油总套管的水平管段底部增有DN200的支管，并安有截止阀，此阀在机组运行时一定保持常闭状态，该支管将油引回检修油箱，检修油箱将油输入到图2中的油泵组C，形成新的油循环。（b）建立顶轴油泵入口油压。在顶轴试验系统中没有输油泵，而该顶轴油泵没有吸油能力，入口压力要求不低于0.02MPa（g）。为建立油压，系统要求检修油箱底高出顶轴油泵入口至少3m，利用能量守恒使势能转换为压力能。通过此种改造解决了在润滑油系统不投入、没有输油泵情况下仍能进行顶轴试验。

4 结论

该汽轮机组改造后已顺利起机发电，原顶轴油系统暴露问题已基本解决。其实，现阶段大多数机组顶轴油系统普遍存在和该机组同样的问题，给电厂起机顶起带来困难，我公司经常派人到电厂处理，但是使用原系统根本解决不了问题，这些已经成为顶轴系统老大难问题。通过本项目的实施，提高了机组顶轴调试的工作效率，节省了大量的人力与资金，降低了公司的生产成本，并为公司赢得好的声望。

［1］陶鼎文.火力发电设备技术手册（第二卷）［M］.北京：机械工业出版社，1998.